瞬变电磁法野外常用工作装置
瞬变电磁法的野外工作方法
山西吉奥兴盛地学仪器有限公司瞬变电磁法的野外工作方法1、装置类型:(1)同一回线装置：单线框装置是瞬变电磁测量系统中最简单的一种，其主要特点是发射器和接收器为同一线框，既做为发射框，同时又作为接收框。
线框形状可以是正方形，亦可为矩形，线框边长一般在200m之内，视具体情况而定(图a). 优点：设备轻便。
缺点：勘探深度小。
(2)重叠回线装置：重叠回线装置是指发射框和接收框具有完全相同的几何形状和尺寸，但两线框相互独立布置在同一位置上(图b)．优点：发射线圈逐测点移动，不会激发盲区。
缺点：分辨率相对较低，人文导体较多处很难避开，设备较重，铺线较麻烦。
(3)中心回线装置：接收线框位于发射线框内中心位置的形式称环状线框装置，其尺寸比发射框小的多，通常接收线框由多芯导线组成多扎线框，由每个单扎线圈可看作是一个磁偶极子，因此这种接收器又称偶极接收器(图c) ．优点：1）是重叠回线的变型，具有重叠回线的优点。
2) 可观测水平分量，分辨率较高。
3) 接收回线可以避开管道等人为导体，在人为导体较多的测区，其数据质量优于重叠回线。
缺点：地质体的不均匀性影响较重叠回线大。
（4）分离回线装置：发射线框与接收线框保持一定距离分别布置的测量系统称分离式线框装置。
该装置有两种形式，一种是发射和接收线框尺寸大小完全相同，另一种是接收线框为偶极接收器（图d）。
该装置是将发射回线和接收回线分开，相隔一段距离，由于该装置在实际中应用效果不是很理想，因此，在常用的装置中一般不用该装置。
(5)双线框装置：双线框装置是由两个大小相同，平行而相邻的线框并联构成。
该装置如图e 所示，双线框即做发射线框，又做接收线框，工作方式类似于单线框装置;发射和接收线框分别由两个大小相同而又独立的双线框组成，工作方式类似于共线框装置。
双线框装置抗干扰能力强，但施工不方便，使用时受到限制。
(6)固定发射移动接收装置（大回线外组合、大回线内组合）：该装置由一个固定的大线框和一个可移动的多绕层小线框组成，大线框为发射框、小线框为接收框。
野外作业中瞬变电磁法的影响因素及其相关问题研究
野外作业中瞬变电磁法的影响因素及其相关问题研究作者：左蓉丽来源：《山东工业技术》2013年第10期【摘要】瞬变电磁法除具有穿透高阻层能力强及随机干扰影响小等优点外，该法还明显地具有：（1）断电后观测纯二次场，可以进行近区观测，减少旁测影响，增强电性分辨能力；（2）可用加大发射功率的方法增强二次场，提高信噪比，从而增加勘探深度；（3）通过多次脉冲激发，场的重复测量叠加和空间域拟地震的多次覆盖技术应用，提高信噪比和观测精度；（4）可选择不同的时间窗口进行观测，有效地压制地质噪声，可获得不同勘探深度的地质信息等一系列优点。
【关键词】瞬变电磁；影响因素；随机干扰；地质信息；电磁信号；电磁噪音；干扰源0 引言影响瞬变电磁法的因素很多，必须对其进行分析和研究，以便针对不同的地质目的，采取相应的措施，以减弱其影响。
概括地讲主要有瞬变电磁系统中的电磁噪声、灵敏度、回线边长、地质噪声、地形影响等五种因素。
1 瞬变电磁法的特点与同属于感应类电磁法的频率域电磁法相比，瞬变电磁法具有以下特点：1.1 可以使用同点装置，这种装置的体积效应小，横向分辨率高1.2 观测纯异常，消除了频率域的装置耦合噪声，受地形起伏影响小1.3 由于可根据信号到达时间了解信号源的深度，根据信号的时间特性了解信号源的导电性，因而区分导电覆盖层和导电围岩的能力比较强1.4 线框敷设的方位、形状以及发收距等方面的误差影响相对较小，因而，测地工作简单、工作效率高1.5 由于发射场能量分布于较宽的频带上，信噪比往往较低，更容易受天然和人为干扰电磁信号的影响近代科技的发展促进了TEM的快速发展，尤其是由于电子计算技术的引用，对于仪器系统抑制噪声、减小观测误差、资料处理及正反演均有了较大的进展。
当前，TEM向着深部盲矿、解决深部构造及工程勘察的方向发展。
2 瞬变电磁法的影响因素2.1 瞬变电磁系统中的电磁噪声电磁噪声限制了观测弱信号的能力，从而在许多情况下亦限制了探测深度。
瞬变野外方法
瞬变电磁法简易的野外方法及
理论依据
一、测量深度h和供电电流I及线圈边长b的关系，测量深度h 和供电电流大小线圈连长有关。
(1)同供电电流的关系，一般电流增大32倍，测量深度只增加2
一般实际勘测深度h取同发射线圈边长b和电流I有关。
从经验上勘探深度h≈3b。
经验说明：(回线电流≥10A)勘探深度为回线边长的3倍以上(经验)。
回线边长一般取100～400m，常用200m。
二、供电频率的选择
(1)供电频率的选择一般和勘探深度及抑制50Hz工频干扰有关。
就50Hz工频来说，一般选择供电频率应是50Hz的约数或是50Hz 的倍(指我国工业电多用50Hz)。
(2)常选用的频率有：2.5、6.25、25Hz三种。
三、供电方式的选择
常用的一般选择方式1，为双极性占空比为1：1方波，有利消除多种干扰。
四、线圈组合装置的选择及其克服干扰措施
(1)常用的重叠回线装、中心回线装置、大定源回线装置
(2)为了克服强电磁干扰(天电干扰和人为干扰)及为减弱覆盖层耦合，采用双回线组合装置(发射接收电缆分开)。
(3)为克服某些地区近地表超顺磁物质的效应
所谓顺磁效应就是超顺磁响应引起的不正常瞬变场导致大地似乎比实际情况更为导电，从而晚延的电阻率值比预计的要低。
一般是在红土覆盖的地区，或地表含有磁铁矿，赤铁矿等。
采用的方法：偏移回线合装置和内——回线组合装置偏3m，严重地区15m(发射线圈和接收线圈)少用。
(4)详见说明书
*点距一般10～20m，有矿地段点距5～10m，异常复杂地段加密到2.5～5m。
常用物探方法的工作原理
常用物探方法的工作原理1、瞬变电磁法：时间域电磁法（Time domain Electromagnetic Methods）或称瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Methods），简写为TEM。
它是利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间歇期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。
其数学物理基础都是基于导电介质在阶跃变化的激励磁场激发下引起的涡流场的问题。
其工作原理为：通过地面布设的线圈，向地下发射一个脉冲磁场（一次场），在一次场磁力线的作用下，地下介质将产生涡流场。
当脉冲磁场消失后，涡流并没有同步消失，它有一个缓慢的衰减过程，在地表观测涡流衰减过程所产生的二次磁场，即可了解地下介质的电性分布。
该二次场衰减过程是一条负指数衰减曲线，如图1所示。
图1 二次场衰减曲线图一般来说，对于导电性差的地质体，二次场初始值较大，但衰减速度较快；反之，导电性良好的地质体，二次场初始值小，但衰减速度慢（图2)。
瞬变电磁场这一特性构成了TEM区分不同地质体的基本原理。
二次场的衰减曲线早期主要反映浅层信息，晚期主要反映深部信息。
因此，观测和研究大地瞬变电磁场随时间的变化规律，可以探测大地电位的垂向变化。
图2 瞬变电场随时间衰减规律与地质体导电性的关系仪器野外工作方法及原理见图3。
主机通过发射线圈向地下发射烟圈状磁脉冲，当磁脉冲遇到不均匀导电介质时形成涡流场，仪器断电后，涡流场衰减过程中形成的二次场以烟圈状辐射，接收线圈接收到返回地面的二次场信号并将其传输给主机进行处理、显示。
图3 仪器工作原理图瞬变电磁法的特点表现为可以采用同点组合进行观测，使与探测目的物耦合最紧，取得的异常响应强，形态简单，分层能力强；在高阻围岩区不会产生地形起伏影响的假异常，在低电阻率围岩区，由于是多道观测，早期道的地形影响也较易分辨；线圈点位、方位或接发距要求相对不严格，测地工作简单，工作效率高；有穿透低电阻率覆盖层的能力，探测深度大；剖面工作与测深工作同时完成，提供了更多有用信息。
几种常用物探方法野外工作及室内资料整理
• 不极化电极（MN电极） • 在制作不极化电极及野外实验时要求：①.要使用干 净纯净水稀释硫酸铜粉；②.CuSO4要用分析纯硫酸 铜粉；③.CuSO4溶液要过饱和（有沉淀）；④.Cu棒 表面干净；⑤.要按照极差关系布置各电极；⑥.要进 行预埋；⑦.干燥地区可适量浇水；⑧.收工之后先将 不极化电极洗净，然后用水浸泡。 • 为了使测量结果更准确、稳定，在野外布置不极化 电极时，应按照电极间的极差关系进行排列。测量 电极极差的方法步骤如下：①.将所有装有饱和硫酸 铜溶液的不极化电极放入同一盛有硫酸铜溶液的盆 内；②.以某一电极为基准，分别测量其它电极相对 于此电极的极差并记录；③.按照记录的结果依次对 各电极进行编号，以方便野外实际应用。
磁测注意事项
• 1、野外施工前要准确校对基站和移动站的时钟， 使其每台移动站和基站的时钟一致（测量方式也必 须保持一致），因为在进行日变校正时系统靠时钟 来同步。开工时基站应先启动测量，收工时要等所 有移动站停止后，最后停止基站测量。 • 2、基站应选择在地磁场平稳的地段，附近的磁场 梯度很小。应避开任何可能的干扰源。如公路或铁 路上的车辆、电力线、发电站、通讯站等，这些地 方的磁场不稳定，必须避开。基站还应该设置在人 畜不常通过的地方。
一）、大功率激电系统 通常包括发射系统和测量系统2部分，用来做激电 中梯扫面用 1、野外测线布置 规范要求：测量范围<=2/3AB，旁侧线<=1/5AB 中梯装置的装置系数计算式为
2 K MN 1 AB x 2 AB 2 x y 2
• （4）收集（测定）主要岩矿石（包括第 四纪盖层）的极化率和电阻率参数； • （5）了解地质和人文干扰因素的种类、 强度及分布等情况； • （6）采集少量矿样及高极化率的岩石进 行分析测试。初步了解有用的矿产的种 类、矿石富集程度及与电性参数的关系。
瞬变电磁(TEM)检测方法
J 、 J 、 J 分别为管外介质、防腐层和管内介质的磁导率、电导率与介电常数； G、 G 为管体的磁导率与电导率。
2．数学模型 管道外介质的电导率和磁导率远远小于金属管道的电导率和磁导率， 利用瞬 变电磁响应的时间可分性， 实际检测中可以在恰当的时窗范围内只考虑金属管道 与管内介质的响应。此外，将金属管道及其管内介质作为一个外径相同的等效柱 体来考虑，在管外观测时二者所产生的瞬变电磁响应相同。等效柱体与金属管道 及其管内介质之间的参数关系如下：
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位置的分布情况，确定检测间距，一般情况下应当采用基本检测点距基础上适当 加密的措施，必要时可进行全覆盖（点距不大于被检管道埋深的 2 倍）检测。 B. 对于根据管道日常管理中汇集的管道穿孔及泄漏、介质腐蚀性等数据判 断可能发生腐蚀较严重的管段，可按 25m～50m 基本点距基础上适当加密的方式 布设测点。防腐（保温）层破损、缺陷点及其两侧、阴极保护失效部位、杂散干 扰显著地段及怀疑发生腐蚀的管段应布置加密检测点。弯头或接头两侧、土壤介 质明显变化处、 环境因素明显分界处、 第三方破坏频发处可适当布置加密检测点。 C. 也可以根据管道运行方要求进行抽检。 抽检时需考虑检测位置的代表性， 一般应布置在根据管壁腐蚀影响因素、 维修历史/记录和其他任何管壁腐蚀/破裂 历史等资料所分析的腐蚀可能性较大的管段位置上。 检测点位置测量：瞬变电磁（TEM）检测设计中还应包含定位测量的内容， 具体方法可根据管道运行方对定位测量精度的要求按相关标准确定。 2．现场检测作业 (1) 操作数据采集器 无论使用 GBH-1 或者使用其他脉冲瞬变电磁仪采集数据时， 要按照相应说明 书中规定的步骤操作仪器和附属设备。 (2) 实地布设检测点 根据实地情况布设测点，必要时可适当调整，要避免布置在靠近强干扰源、 强磁场、有金属干扰物的地方。观测前，应首先校对测点号是否正确，随即作好 现场记录，对干扰、周围地物以及必要的点位移动情况要详细记录。 (3) 安放发射-接收回线 在已确定的观测点上安放发射-接收回线使其平面接近水平，回线中心偏离
试谈瞬变电磁法的应用
试谈瞬变电磁法的应用一、瞬变电磁法的概述瞬变电磁法（简称TEM法）属于时间域电磁法，由于该方法是纯二次场测量，故与传统直流电法勘探相比较，具有对低阻异常体反映灵敏，勘探深度大，受地形影响小，工作效率高等优势。
瞬变电磁法开始只应用于金属矿勘探，上世纪90年代以后随着仪器的数字智能化发展，瞬变电磁法才开始应用于煤田水文探测中，如查明断层和陷落柱等构造的含导水性、地下采空区勘查、评价含水层富水性、结合水文钻孔预测矿井涌水量、矿井迎头超前探测等方面都取得了良好的效果。
地面瞬变电磁法多采用大定源回线装置，探测深度较大。
瞬变电磁法主要有：（1）地面动源类。
即发射系统和接收系统依点移动并观测记录结果，又可分为以下类型：同点类型：包括中心回线组合，同一回线组合，重叠回线组合。
该类型指发射回线的中心点与接收回线的中心点重合；分离回线类型：发射线圈与接收线圈相隔一段距离且同时移动；双回线类型：因使用步骤繁琐，使用效果不明显，故此方法极少使用，在此不做赘述。
（2）地面定源类。
不移动发射源，只移动接收线圈，并观测记录结果，又可分为以下类型：（大定源组合：发射回线边长一般较长；偶极定源组合：发射回线边长较小。
（3）地一井类。
发射回线在地面敷设，在井中逐点移动探头进行观测，可以在地面开孔，也可以是在坑道中开孔。
二、瞬变电磁法的特点及野外工作的要求2.1瞬变电磁法的特点瞬变电磁法能够在脉冲间隙中进行测量，这主要和这种方法不容易受到其他物质和磁场的干扰有关。
在使用这种方法的过程中，不同的脉冲强度是由不同的频率所合成的，这就使得脉冲在相同的时间场中有着不同的传播速度，勘察的深度也会不一样。
下面我们就具体的谈一下这种方法在空间和时间上的可分性特征。
（1）在提高煤炭資源勘察精确度的方法中，频率域法主要是通过提高自身精确度来实现的，但是瞬变电磁阀则是通过提高自身的灵敏度来实现，并成功的实现了提高精确度向提高灵敏度方面的转变。
（2）由于采空区的围岩区域地形差异比较大，所以如果采用原始的勘测方法，就容易受到地形的倾向而降低精确度，如果采用瞬变电磁法则能够避免这一问题。
瞬变电磁法野外装备
瞬变电磁（大定源）法野外装备
一、仪器设备
1、发射机1台充电器一部、GPS
2、接收机1台充电器一部、GPS
3、掌上电脑1台充电器一部备用电池一节
4、发射机同步控制器1台充电器一部
5、接收线框1个
6、天线适配器1个充电器一部
二、辅助设备
1、仪器连接导线（最少11根）
2、电瓶8个
3、电瓶充电器4个
4、万能（用）表2个
5、对讲机及其充电器8套
6、电线若干
7、插板至少4个
8、剥线钳至少6把
9、钳子1把
10、红布若干米
11、电胶带及胶带若干
12、夹子若干
13、记号笔若干
14、中性笔若干
15、仪器外接电源导线若干
16、电焊笔及焊锡松油
18、热水壶3个
19、背包若干
20、导航GPS若干。